(57)【要約】【課題】本発明では、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出できるパルス波レーダー装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、搬送波を所定期間送出すると共に、及び前記搬送波を送信パルスで変調した測定用パルス波を送出する送信回路と、前記送信回路からの搬送波及び測定用パルス波を放射する送信アンテナと、前記送信アンテナから放射される測定用パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信パルス波を復調して受信パルスを出力する受信回路と、を備え、前記送信回路は、前記搬送波の送出後から前記搬送波のうち対象物で反射して前記受信アンテナに到来する反射波の消失までの消失期間を空けて前記搬送波の送出期間よりも狭いパルス幅の前記送信パルスで変調した前記測定用パルス波を送出することを特徴とするパルス波レーダー装置である。【選択図】図１
2007198922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送波を所定期間送出すると共に、及び前記搬送波を送信パルスで変調した測定用パルス波を送出する送信回路と、前記送信回路からの搬送波及び測定用パルス波を放射する送信アンテナと、前記送信アンテナから放射される測定用パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信パルス波を復調して受信パルスを出力する受信回路と、を備え、
前記送信回路は、前記搬送波の送出後から前記搬送波のうち対象物で反射して前記受信アンテナに到来する反射波の消失までの消失期間を空けて前記搬送波の送出期間よりも狭いパルス幅の前記送信パルスで変調した前記測定用パルス波を送出することを特徴とするパルス波レーダー装置。
【請求項２】
搬送波の所定期間の送出、及び前記搬送波を送信パルスで変調した測定用パルス波の送出を交互に繰り返し行う送信回路と、前記送信回路からの搬送波及び測定用パルス波を放射する送信アンテナと、前記送信アンテナから放射される測定用パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信パルス波を復調して受信パルスを出力する受信回路と、を備え、
前記送信回路は、前記搬送波の送出後から前記搬送波のうち対象物で反射して前記受信アンテナに到来する反射波の消失までの消失期間を空けて前記搬送波の送出期間よりも狭いパルス幅の前記送信パルスで変調した前記測定用パルス波を送出し、前記測定用パルス波の送出後から前記受信アンテナにおける前記受信パルス波の受信の終了までの受信期間を空けて次の前記搬送波を送出することを特徴とするパルス波レーダー装置。
【請求項３】
前記送信回路からの搬送波の送出期間は、前記搬送波の送出から前記次の搬送波の送出までの繰り返し送出期間の１０％以上であることを特徴とする請求項２に記載のパルス波レーダー装置。
【請求項４】
前記送信回路は、前記搬送波の少なくとも一部を通信用信号で変調して送出することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のパルス波レーダー装置。
【請求項５】
前記送信回路は、前記搬送波の少なくとも一部を前記通信用信号である通信用パルスでパルス振幅変調し、
前記送信回路における前記送信パルスのパルス幅は、前記通信用パルスのパルス幅の１％以下であることを特徴とする請求項４に記載のパルス波レーダー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミリ波、又は準ミリ波帯を用いたパルス波レーダー装置に関する。特に、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出することのできるパルス波レーダー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、パルス波を送信してその反射した受信パルス波を受信することにより対象物までの距離を検出するパルス波レーダー装置がある。パルス波レーダー装置は、対象物までの往復距離が、送信パルス波を放射してから対象物で反射した受信パルス波を受信する迄の時間に光速を積算することにより求められることから、送信パルス波を放射してから対象物からの受信パルス波を受信する迄の時間を測定し、対象物までの距離を算出することができる（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
このようなパルス波レーダー装置では、送信パルス波の放射後、至近距離にある対象物で反射した受信パルス波を受ける用意を行う。例えば、衝突防止やオートクルーズを目的とするパルス波レーダー装置では、数十ｃｍから数十ｍまでの広い範囲で対象物の位置を正確に検知することが要求される。
【特許文献１】特開２００５−２４５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１等に記載されたパルス波レーダー装置が普及した場合には、パルス波レーダー装置が自己の送信した送信パルス波の反射した受信パルス波を受信しているときに、他のパルス波レーダー装置からの送信パルス波を受信すると、対象物からの受信パルス波として誤認識し、対象物を誤検出してしまう恐れが生じる。
【０００５】
これを防止するには、パルス波レーダー装置は、他のパルス波レーダー装置が送信パルス波を送信している間、自装置からの送信パルス波の送信の動作を停止するように制御して他のパルス波レーダー装置との間での干渉を防止することが考えられる。その場合、他のパルス波レーダー装置の送信動作を検知するため、他のパルス波レーダー装置からの送信パルス波を間欠受信によってキャリアセンスすることが考えられる。
【０００６】
しかし、前述したように、パルス波レーダー装置では、数十ｃｍから数十ｍまでの広い範囲で対象物の位置を正確に検知することが要求されるため、パルス幅を１ｎｓｅｃと非常に狭くする必要がある。そのため、パルス波レーダー装置は、間欠受信の受信タイミングと他のパルス波レーダー装置からの送信パルス波の送信タイミングとが合わず、当該送信パルス波を受信できずに他のパルス波レーダー装置の送信動作を検知できないという問題が新たに生じてしまう。
【０００７】
そこで、本発明では、このような状況下においても、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出することのできるパルス波レーダー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本願第一発明では、搬送波を送出した後に、搬送波の送出期間より狭いパルス幅の送信パルスで変調した測定用パルス波を送出して対象物の測定をすることとした。
【０００９】
具体的には、本願第一発明は、搬送波を所定期間送出すると共に、及び前記搬送波を送信パルスで変調した測定用パルス波を送出する送信回路と、前記送信回路からの搬送波及び測定用パルス波を放射する送信アンテナと、前記送信アンテナから放射される測定用パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信パルス波を復調して受信パルスを出力する受信回路と、を備え、前記送信回路は、前記搬送波の送出後から前記搬送波のうち対象物で反射して前記受信アンテナに到来する反射波の消失までの消失期間を空けて前記搬送波の送出期間よりも狭いパルス幅の前記送信パルスで変調した前記測定用パルス波を送出することを特徴とするパルス波レーダー装置である。
【００１０】
本発明では、予め送出期間の長い搬送波を送出した後に、搬送波の送出期間よりも狭いパルス幅の送信パルスで変調した測定用パルス波を送出して対象物の測定をする。そのため、本願パルス波レーダー装置からの搬送波を他のパルス波レーダー装置がキャリアセンスすれば、他のパルス波レーダー装置は、その周波数帯での使用を控えるようにすることができる。ここで、搬送波の送出期間を測定用パルス波の送出期間より長くしたため、他のパルス波レーダー装置は、当該搬送波を間欠受信したとしても容易にキャリアセンスすることができる。従って、本発明では、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出することができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するため、本願第二発明では、搬送波と搬送波の送出期間より狭いパルス幅の送信パルスで変調した測定用パルス波とを交互に繰り返して送出して対象物の測定をすることとした。
【００１２】
具体的には、本願第二発明は、搬送波の所定期間の送出、及び前記搬送波を送信パルスで変調した測定用パルス波の送出を交互に繰り返し行う送信回路と、前記送信回路からの搬送波及び測定用パルス波を放射する送信アンテナと、前記送信アンテナから放射される測定用パルス波のうち対象物で反射した受信パルス波を受信する受信アンテナと、前記受信アンテナからの受信パルス波を復調して受信パルスを出力する受信回路と、を備え、前記送信回路は、前記搬送波の送出後から前記搬送波のうち対象物で反射して前記受信アンテナに到来する反射波の消失までの消失期間を空けて前記搬送波の送出期間よりも狭いパルス幅の前記送信パルスで変調した前記測定用パルス波を送出し、前記測定用パルス波の送出後から前記受信アンテナにおける前記受信パルス波の受信の終了までの受信期間を空けて次の前記搬送波を送出することを特徴とするパルス波レーダー装置である。
【００１３】
本発明では、送出期間の長い搬送波とパルス幅の狭い送信パルスで変調した測定用パルス波とを交互に繰り返して送出して対象物の測定をする。そのため、本願パルス波レーダー装置が測定用パルス波を送出しない間は、他のパルス波レーダー装置が本願パルス波レーダー装置からの搬送波をキャリアセンスしてその周波数帯での使用を控えるようにすることができる。ここで、搬送波の送出期間を測定用パルス波の送出期間より長くしたため、他のパルス波レーダー装置は、当該搬送波を間欠受信したとしても容易にキャリアセンスすることができる。従って、本発明では、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出することができる。
【００１４】
上記第二発明に係るパルス波レーダー装置において、前記送信回路からの搬送波の送出期間は、前記搬送波の送出から前記次の搬送波の送出までの繰り返し送出期間の１０％以上であることが望ましい。
【００１５】
本発明では、搬送波の送出期間を繰り返し送出期間の１０％以上とすることにより、他のパルス波レーダー装置が本願パルス波レーダー装置の使用する周波数帯域をキャリアセンスする確率を高くすることができる。
【００１６】
上記第一又は第二発明に係るパルス波レーダー装置において、前記送信回路は、前記搬送波の少なくとも一部を通信用信号で変調して送出することが望ましい。
【００１７】
本発明では、搬送波の一部を変調することにより、パルス波レーダー装置を利用して通信をすることが可能となる。
【００１８】
上記パルス波レーダー装置において、前記送信回路は、前記搬送波の少なくとも一部を前記通信用信号である通信用パルスでパルス振幅変調し、前記送信回路における前記送信パルスのパルス幅は、前記通信用パルスのパルス幅の１％以下であることが望ましい。
【００１９】
本発明では、パルス波レーダー装置の測定用パルス波の反射波の検出にはアベレージング技術等によって２０ｄＢ以上のＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）向上が期待できるが、アベレージング技術の適用できない通信用パルスではパルス幅を広くすることによって必要なＳＮＲを確保することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出することのできるパルス波レーダー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明のパルス波レーダー装置の実施形態の一例を説明するブロック図であって、パルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。図１において、２１はパルス波レーダー装置の基準となる発振信号を出力する発振器、２２は発振信号を分周して基準信号を発生する基準信号発振器、２３は基準信号を基に発生させた送信パルスをそのパルス幅を変化させて出力する可変幅パルス発生回路、２４は搬送波周波数で発振する発振器、２５は搬送波を送信パルスで変調して送信パルス波を出力する変調器、２６は所定の情報を乗せた通信信号を発生させる通信信号発生回路、２７は送信パルス波を通信信号で変調して出力する変調器、２８は送信パルス波を放射する送信アンテナ、３１は対象物からの受信パルス波を受信する受信アンテナ、３２，３３は受信パルス波を所定の利得で増幅して出力する高周波増幅器、３４は受信パルス波を分離し互いに９０度の位相差をつけてそれぞれ出力する９０度移相器、３５は搬送波周波数の信号を２つに分配してそれぞれ出力する分配器、３６ａ，３６ｂは受信パルス波を搬送波周波数の信号で復調しＩ信号又はＱ信号の受信パルスとして出力するミキサ、３７ａ，３７ｂはＩ信号又はＱ信号の受信パルスを所定の利得で増幅して出力する中間周波増幅器、３８は基準電圧を発生する基準電圧発生回路、３９ａ，３９ｂはＩ信号又はＱ信号の受信パルスと基準電圧とを比較して受信パルスを出力するコンパレータ、４１はパルス波レーダー装置の動作全体を制御して対象物までの距離を算出する信号処理回路である。なお、対象物は、送信アンテナ２８からの送信パルス波を反射するすべての物を含んでおり、図１において不図示である。
【００２３】
発振器２１、基準信号発振器２２、可変幅パルス発生回路２３、発振器２４、変調器２５、通信信号発生回路２６及び変調器２７は、送信回路に含まれる。また、発振器２４、高周波増幅器３２、高周波増幅器３３、９０度移相器３４、分配器３５、ミキサ３６ａ，３６ｂ、中間周波増幅器３７ａ，３７ｂ、基準電圧発生回路３８及びコンパレータ３９ａ，３９ｂは、受信回路に含まれる。
【００２４】
まず、図１において、パルス波レーダー装置１０の送信系の構成を説明する。基準信号発振器２２は、後述の信号処理回路４１からの指令に応じて基準信号を発生し出力する。また、可変幅パルス発生回路２３は、信号処理回路４１からの指令に応じて基準信号発振器２２からの基準信号のパルス幅を所定幅に変えて送信パルスとして出力する。これにより、パルス波レーダー装置１０の送信回路が送出する送信パルス波の送出期間が決定される。
【００２５】
パルス波レーダー装置１０の送信回路が対象物の測定用の測定用パルス波を送信パルス波として送出する場合、可変幅パルス発生回路２３の出力する送信パルスのパルス幅は、１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下であることが望ましい。パルス波レーダー装置１０が検出する対象物までの距離は、１５ｃｍから１５ｍ程度である。そのため、パルス波レーダー装置１０の送信回路が送信パルス波を受信パルス波と重ならないように送出するためには、送信パルスのパルス幅では１ｎｓ以上、１００ｎｓ以下に相当する。また、パルス波レーダー装置１０の送信回路は、送出期間の長い搬送波も送信パルス波として送出する。その場合、可変幅パルス発生回路２３は、測定用パルス波の基となる送信パルスのパルス幅よりも広いパルス幅の送信パルスを出力する。この送信パルスのパルス幅は、測定用パルス波の基となる送信パルスのパルス幅の９９倍程度、つまり、９９ｎｓ以上、９９００ｎｓ以下にして広く設定する。
【００２６】
変調器２５は、発振器２４からの搬送波周波数の信号である搬送波を可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスで変調して測定用パルス波としての送信パルス波を出力する。また、パルス幅の広い送信パルスが可変幅パルス発生回路から出力された場合にも、変調器２５は、発振器２４からの搬送波を当該送信パルスで変調して搬送波としての送信パルス波を出力する。ここで、本実施形態では、搬送波及び測定用パルス波についていずれも発振器２４からの搬送波を送信パルスで変調した送信パルス波として出力しているが、搬送波については、送信パルスで変調せずに、送出期間を規定して直接出力することとしてもよい。本実施形態のように、搬送波及び測定用パルス波についていずれも発振器２４からの搬送波を送信パルスで変調した送信パルス波として出力すると送信パルスのパルス幅により送信パルス波の送出期間を規定できるため、搬送波及び測定用パルス波を同一経路で送出することができる。
【００２７】
通信信号発生回路２６は、所定の情報を乗せた通信信号を発生させて出力する。所定の情報は、パルス波レーダー装置１０を搭載した自動車のＩＤ若しくは位置情報、パルス波レーダー装置１０で検出された対象物までの距離情報、又は他のパルス波レーダー装置と同期を取るためのプリアンブルの情報、或いはこれらの組み合わせを例示できる。なお、位置情報を送信した場合には、送信動作を控えた他のパルス波レーダー装置は、その位置情報を基に周囲に存在する障害物の位置を把握することができる。通信信号発生回路２６は、予め記憶した上記の情報を信号処理回路４１からの指令に応じて通信信号に乗せて出力する。変調器２７は、変調器２５からの送信パルス波の一部を通信信号発生回路２６からの通信信号で変調して出力する。変調器２７での変調方式としては、ＡＭ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調、ＦＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調、パルス振幅変調又はパルス幅変調等の変調方式を例示できる。このように、パルス波レーダー装置１０は、搬送波の少なくとも一部を変調することにより、搬送波に情報を乗せて通信をすることが可能となる。
【００２８】
ここで、変調器２７がパルス振幅変調する場合、通信信号発生回路２６は、通信信号として通信用パルスを出力することになる。この場合、測定用パルス波の基となる可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスのパルス幅は、通信信号発生回路２６からの通信用パルスのパルス幅の１％以下であることが望ましい。パルス波レーダー装置１０は、受信パルスの検出には送信パルスに同期して掃引ごとに受信パルスを積算するアベレージング技術によって２０ｄＢ以上のＳＮＲ向上が期待できる。一方、通信用パルスの検出にはアベレージング技術の適用できないため、通信用パルスではパルス幅を広くすることによって必要なＳＮＲを確保することができる。
【００２９】
送信アンテナ２８は、変調器２７からの搬送波及び測定用パルス波を放射する。送信アンテナ２８は複数のアンテナから構成されるものでもよい。
【００３０】
次に、図１において、パルス波レーダー装置１０の受信系の構成を説明する。受信アンテナ３１は、対象物で反射し到来する反射波である受信パルス波を受信する。受信アンテナ３１も送信アンテナ２８と同様に、複数のアンテナから構成されるものでもよい。また、送受兼用アンテナであってもよい。高周波増幅器３２，３３は、受信パルス波を増幅して出力する。ミキサ３６ａは、９０度移相器３４からの受信パルス波を復調してＩ信号である受信パルスを出力する。復調に際しては、例えば、同期検波や包洛線検波等の非同期検波の通常の技術で実現できる検波方式を適用することができる。本実施形態では、パルス波レーダー装置１０の使用する周波数帯のローカル信号を発振器２４で発生させ、発生させたローカル信号に基づいて同期検波している。中間周波増幅器３７ａは、ミキサ３６ａからの受信パルスを増幅して出力する。コンパレータ３９ａは、中間周波増幅器３７ａからの受信パルスを基準電圧と比較し差分に応じた受信パルスを出力する。一方、ミキサ３６ｂについても、９０度移相器３４からの受信パルス波を復調してＱ信号としての受信パルスを出力する。また、中間周波増幅器３７ｂは、ミキサ３６ｂからの受信パルスを増幅して出力する。コンパレータ３９ｂは、中間周波増幅器３７ｂからの受信パルスを基準電圧と比較し差分に応じた受信パルスを出力する。
【００３１】
信号処理回路４１は、コンパレータ３９ａ，３９ｂから出力された受信パルスを取得し、取得した受信パルスの出力タイミングを記憶する。また、基準信号発振器２２からの基準信号を取得し、取得した基準信号の出力タイミングを記憶する。これにより、送信回路としての変調器２７から送信パルス波が出力されてから、受信回路としてのコンパレータ３９ａ，３９ｂから受信パルスが出力されるまでの時間が算出できるため、変調器２７からコンパレータ３９ａ，３９ｂまでの信号処理による遅延時間を考慮すれば送信アンテナ２８から放射された送信パルス波が対象物で反射し受信アンテナ３１に戻ってくる時間を算出して対象物までの距離を算出することができる。また、送出期間の長い搬送波の送出、及び送出期間の短い測定用パルス波の送出の動作を制御するため、信号処理回路４１は、予め記憶した受信パルスの出力タイミングに基づいて基準信号発振器２２での基準信号の出力タイミング及び可変幅パルス発生回路２３でのパルス幅の調整を制御する。さらに、搬送波によって通信する場合には、信号処理回路４１は、可変幅パルス発生回路２３がパルス幅の広い送信パルスを出力するのと同じタイミングで通信信号発生回路２６に通信信号を発生させる指令を出す。通信信号発生回路２６が複数の情報を有している場合には、いずれかを選択する指令を出すこともできる。
【００３２】
ここで、図１及び後述のタイミングチャートを参照して、パルス波レーダー装置１０での信号処理動作について説明する。
【００３３】
図２は、パルス波レーダー装置で送出する送信パルス波の送出タイミングを示すタイミングチャートの一例を示した図である。図２において、６１は図１のパルス波レーダー装置１０の送信回路から送出される搬送波、６２はパルス波レーダー装置１０の送信回路から送出される測定用パルス波、７１は搬送波の送出期間、７２は搬送波のうち対象物で反射して受信アンテナ３１に到来する反射波である受信パルス波の消失期間、７３は測定用パルス波の送出期間、７４は測定用パルス波に対応する受信パルス波の受信期間である。なお、時間軸の正方向は、図面右側である。
【００３４】
まず、図１のパルス波レーダー装置１０の送信回路から図２の搬送波６１を送出させるため、図１の信号処理回路４１は、基準信号発振器２２に指令信号を出力する。また、可変幅パルス発生回路２３にパルス幅を変化させるための指令信号を出力する。基準信号発振器２２は、信号処理回路４１からの指令に応じて基準信号を出力する。また、可変幅パルス発生回路２３は、信号処理回路４１からの指令に応じて基準信号発振器２２からの基準信号のパルス幅を所定のパルス幅に調整し、パルス幅の広い送信パルスとして出力する。そして、変調器２５は、発振器２４からの搬送波を可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスで変調して出力する。図２では、図１の通信信号発生回路２６が通信信号を発生しない場合のタイミングチャートを示している。この場合、変調器２７は、変調器２５からの送信パルス波を搬送波６１としてそのまま送信アンテナ２８に向けて出力する。これにより、パルス波レーダー装置１０の送信回路は、長い送出期間７１の搬送波６１を送出することができる。
【００３５】
変調器２７から送信アンテナ２８を介して放射された図２の搬送波６１は、不図示の対象物で反射して受信アンテナ３１に到来する。受信アンテナ３１で受信された受信パルス波は、高周波増幅器３２，３３、９０度移相器３４、ミキサ３６ａ，３６ｂ及び中間周波数増幅器３７ａ，３７ｂを介して、最終的にコンパレータ３９ａ，３９ｂから受信パルスとして出力され信号処理回路４１で取得される。信号処理回路４１は、コンパレータ３９ａ，３９ｂからの受信パルスの出力タイミングを記憶する。
【００３６】
次に、信号処理回路４１は、前述のようにパルス波レーダー装置１０の送信回路から送出期間７１の搬送波６１を送出させる指令信号を基準信号発振器２２に出力した後に、パルス波レーダー装置１０の送信回路から図２の測定用パルス波６２を送出させるための指令信号を基準信号発振器２２に出力する。ここで、パルス波レーダー装置１０の外部には搬送波６１を反射する対象物が複数存在するため、信号処理回路４１は、図２の搬送波６１に対応する受信パルス波を複数回受信することになる。そのため、信号処理回路４１は、変調器２７が搬送波６１を出力した後、変調器２７から出力された図２の搬送波６１のうち対象物で反射した反射波である受信パルス波が消失するまでの消失期間７２を空けて基準信号発振器２２に指令信号を出力する。実際は、信号処理回路４１は、コンパレータ３９ａ，３９ｂからの受信パルスを受信しなくなった時を受信パルス波の消失時と検知することができる。ここで、「期間を空けて」とは、少なくともその期間空いていればよいことを意味する。また、「消失期間」とは、パルス波レーダー装置１０における対象物の最大検知距離に対象物が存在しているとしたときに、その対象物からの反射波の受信を終えるまでの期間を意味する。以下同様である。
【００３７】
また、信号処理回路４１は、可変幅パルス発生回路２３にパルス幅を変化させるための指令信号を出力する。基準信号発振器２２は、信号処理回路４１からの指令に応じて基準信号を出力する。可変幅パルス発生回路２３は、信号処理回路４１からの指令に応じて基準信号発振器２２からの基準信号のパルス幅を対象物の測定距離に応じて予め定められた所定のパルス幅に調整し、搬送波６１の送出期間７１より狭いパルス幅の送信パルスとして出力する。変調器２５は、発振器２４からの搬送波を可変幅パルス発生回路２３からの送信パルスで変調して出力する。変調器２７は、変調器２５からの送信パルス波を測定用パルス波６２としてそのまま送信アンテナ２８に向けて出力する。このように、パルス波レーダー装置１０は、図２の搬送波６１と測定用パルス波６２との間に消失期間７２を設けることで搬送波６１に対応する受信パルス波と測定用パルス波に対応する受信パルス波との混信を防止している。
【００３８】
変調器２７から送信アンテナ２８を介して放射された図２の測定用パルス波６２は、不図示の対象物で反射して受信アンテナ３１に到来する。受信アンテナ３１で受信された受信パルス波は、高周波増幅器３２，３３、９０度移相器３４、ミキサ３６ａ，３６ｂ及び中間周波数増幅器３７ａ，３７ｂを介して、最終的にコンパレータ３９ａ，３９ｂから受信パルスとして出力され信号処理回路４１で取得される。信号処理回路４１は、コンパレータ３９ａ，３９ｂからの受信パルスの出力タイミングを記憶し、当該出力タイミングと基準信号発振器２２からの基準信号の出力タイミングとから対象物までの距離を算出する。
【００３９】
このように、パルス波レーダー装置１０は、図２に示すように予め長い送出期間７１の搬送波６１を送出した後に、消失期間７２を空けて搬送波６１の送出期間７１よりも狭いパルス幅の送信パルスで変調した測定用パルス波６２を送出して対象物の測定をする。そのため、パルス波レーダー装置１０からの搬送波６１を他のパルス波レーダー装置がキャリアセンスすれば、他のパルス波レーダー装置は、その周波数帯での使用を控えるようにすることができる。ここで、図２の搬送波６１の送出期間７１を測定用パルス波６２の送出期間７３より長くしたため、他のパルス波レーダー装置は、搬送波６１を間欠受信したとしても容易にキャリアセンスすることができる。従って、パルス波レーダー装置１０は、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出することができる。
【００４０】
ここで、パルス波レーダー装置１０は、図２の測定用パルス波６２を送出した後に再度搬送波６１に相当する次の搬送波を送出することとしてもよい。この場合、パルス波レーダー装置１０の外部には測定用パルス波６２を反射する対象物が複数存在するため、信号処理回路４１は、図２の測定用パルス波６２に対応する受信パルス波を対象物の測定距離に応じて複数回受信することになる。そのため、パルス波レーダー装置１０の送信回路から次の搬送波を送出させるため、信号処理回路４１は、変調器２７からの測定用パルス波６２の出力後から、測定用パルス波６２のうち対象物で反射した反射波である受信パルス波の受信を終了するまでの受信期間７４を空けて基準信号発振器２２に指令信号を出力する。これにより、パルス波レーダー装置１０は、測定用パルス波６２に対応する受信パルス波と搬送波６１に相当する次の搬送波に対応する受信パルス波との混信を防止することができる。
【００４１】
次に、図３を参照して、パルス波レーダー装置１０での信号処理動作の他の実施形態について説明する。
【００４２】
図３は、パルス波レーダー装置で送出する送信パルス波の送出タイミングを示すタイミングチャートの一例を示した図である。図３において、６３ａ，６３ｂ，６３ｃは図１のパルス波レーダー装置１０の送信回路から送出される搬送波、６４ａ，６４ｂ，６４ｃはパルス波レーダー装置１０の送信回路から送出される測定用パルス波、７５ａ，７５ｂ，７５ｃは搬送波の送出期間、７６ａ，７６ｂ，７６ｃは搬送波のうち対象物で反射して受信アンテナ３１に到来する反射波である受信パルス波の消失期間、７７ａ，７７ｂ，７７ｃは測定用パルス波の送出期間、７８ａ，７８ｂ，７８ｃは測定用パルス波に対応する受信パルス波の受信期間である。なお、時間軸の正方向は、図面右側である。
【００４３】
図３は、図２で説明した搬送波及び測定用パルス波の送信を交互に繰り返して行う形態を示している。つまり、図１のパルス波レーダー装置１０の送信回路は、搬送波６３ａの送出後から搬送波６３ａのうち対象物で反射して受信アンテナ３１に到来する反射波の消失までの消失期間７６ａを空けて搬送波６３ａの送出期間７５ａよりも狭いパルス幅の送信パルスで変調した測定用パルス波６４ａを送出し、測定用パルス波６４ａの送出後から受信アンテナ３１における受信パルス波の受信の終了までの受信期間７８ａを空けて次の搬送波６３ｂを送出する動作を繰り返して行う。搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃ及び測定用パルス波６４ａ，６４ｂ，６４ｃの処理手順は、図２で説明した搬送波６１及び測定用パルス波６２と同様である。また、消失期間７６ａ，７６ｂ，７６ｃ及び受信期間７８ａ，７８ｂ，７８ｃの長さの設定方法は、図２で説明した消失期間７２及び受信期間７４と同様であるため説明は省略する。図３では、搬送波及び測定用パルス波をそれぞれ３回送出した形態について示しているが、パルス波レーダー装置１０は、測定用パルス波６４ｃの送出以降も次の搬送波及び次の測定用パルス波が交互に繰り返して送出している。なお、搬送波と測定用パルス波とを交互に繰り返して送出する限り、送出動作開始時には搬送波と測定用パルス波のいずれを最初に送出することとしてもよいし、送出動作終了時には搬送波と測定用パルス波のいずれを最後とすることとしてもよい。
【００４４】
本実施形態では、図３に示すように送出期間の長い搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃとパルス幅の狭い送信パルスで変調した測定用パルス波６４ａ，６４ｂ，６４ｃとを交互に繰り返して送出して対象物の測定をする。そのため、図１のパルス波レーダー装置１０が測定用パルス波６４ａ，６４ｂ，６４ｃを送出しない間は、他のパルス波レーダー装置がパルス波レーダー装置１０からの搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃをキャリアセンスしてその周波数帯での使用を控えるようにすることができる。ここで、搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃの送出期間７５ａ，７５ｂ，７５ｃを測定用パルス波６４ａ，６４ｂ，６４ｃの送出期間７７ａ，７７ｂ，７７ｃより長くしたため、他のパルス波レーダー装置は、搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃを間欠受信したとしても容易にキャリアセンスすることができる。従って、パルスレーダー装置１０は、他のパルス波レーダー装置と混信することなく対象物を検出することができる。
【００４５】
また、図３に示すように、搬送波及び測定パルス波を交互に繰り返して送出する場合、図１のパルス波レーダー装置１０の送信回路からの搬送波の送出期間は、搬送波の送出から次の搬送波の送出までの繰り返し送出期間の１０％以上であることが望ましい。ここで、図３において繰り返し送出期間は、数字符号が同一の期間の長さを同一とすると、送出期間７５ａ、消失期間７６ａ、送出期間７７ａ及び受信期間７８ａを足し合わせた長さで表すことができる。この繰り返し送出期間は、対象物の測定距離に応じて決定することができ、搬送波及び測定用パルス波の反射波の消失期間を考慮して、パルス波レーダー装置１０の最大検出距離に対応する電波の伝搬往復時間の２倍に搬送波及び測定用パルス波の送出期間を足し合わせた長さよりも長く設定することが望ましい。例えば、測定用パルス波の送出期間を１ｎｓ（最小検知距離１５ｃｍ）、搬送波の送出期間を４００ｎｓとし、最大検知距離を４０ｍとした場合、伝搬往復時間は約２６７ｎｓとなるため、繰り返し送出期間を９３５ｎｓよりも長い１μｓに設定する。このようにして搬送波６３ａの送出期間７５ａを繰り返し送出期間の１０％以上とすることにより、他のパルス波レーダー装置が図１のパルス波レーダー装置１０の使用する周波数帯域をキャリアセンスする確率を高くすることができる。
【００４６】
ここで、図３では、搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃを測定用パルス波と次の測定用パルス波との間でそれぞれ１回送出する形態を示しているが、図１のパルス波レーダー装置１０は、測定用パルス波と次の測定用パルス波との間で搬送波を複数回連続して送出することとしてもよい。同様に、図３では、測定用パルス波６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、それぞれ搬送波と次の搬送波との間でそれぞれ１回送出する形態を示しているが、パルス波レーダー装置１０は、搬送波と次の搬送波との間で測定用パルス波を複数回連続して送出することとしてもよい。
【００４７】
搬送波を複数回連続して送出することとした場合、例えば、パルス波レーダー装置１０は、対象物の測定距離に応じた繰り返し送出期間で搬送波を複数回連続して送出する。このとき、搬送波に対応する受信パルス波が規則的でない場合、他のパルス波レーダー装置からの送信パルス波を受信しているとも考えられる。この場合、搬送波の送出期間を長く設定し、他のパルス波レーダー装置のキャリアセンスの機会を増加させるようにする。実際には、搬送波に対応する受信パルス波が規則的となるように搬送波の送出期間を調整することができる。その後、測定用パルス波を搬送波と次の搬送波との間に送出して対象物を測定する。また、測定パルス波を複数回連続して送出することとした場合には、測定パルス波に対応する受信パルス波の受信時間を平均化して対象物までの測定距離を補正することができる。
【００４８】
次に、図４を参照して、パルス波レーダー装置１０での信号処理動作の他の実施形態について説明する。
【００４９】
図４は、パルス波レーダー装置で送出する送信パルス波の送出タイミングを示すタイミングチャートの一例を示した図である。図４において、６５ａ，６５ｂ，６５ｃは図１のパルス波レーダー装置１０の送信回路から送出される搬送波、６６ａ，６６ｂ，６６ｃはパルス波レーダー装置１０の送信回路から送出される測定用パルス波、８１ａ，８１ｂ，８１ｃは搬送波の送出期間、８２ａ，８２ｂ，８２ｃは搬送波のうち対象物で反射して受信アンテナ３１に到来する反射波である受信パルス波の消失期間、８３ａ，８３ｂ，８３ｃは測定用パルス波の送出期間、８４ａ，８４ｂ，８４ｃは測定用パルス波に対応する受信パルス波の受信期間である。なお、時間軸の正方向は、図面右側である。
【００５０】
図４は、図３で説明した搬送波及び測定用パルス波の送信を交互に繰り返して行う形態において各搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃをさらに変調して送出する形態を示している。つまり、図１のパルス波レーダー装置１０の送信回路は、変調器２７において変調器２５からの送信パルス波の少なくとも一部を通信信号発生回路２６からの通信用信号で変調して送出する。この場合、信号処理回路４１は、搬送波６５ａとしての送信パルス波の基となる送信パルスのパルス幅を変化させるための指令信号を可変幅パルス発生回路２３に出力するのと同時に、通信信号発生回路２６に通信信号を発生させるための指令信号を出力する。通信信号発生回路２６は、信号処理回路４１からの指令に応じて前述した自動車のＩＤ等の情報を乗せた通信信号を発生させて出力する。変調器２７は、変調器２５からの送信パルス波を通信信号発生回路２６からの通信信号で変調して図４の搬送波６５ａとして出力する。図４では、搬送波６５ｂ，６５ｃについても同様に変調して送出する形態を示しているが、搬送波の変調は、例えば、搬送波６５ａについては行い、次の搬送波については行わないとしてもよい。また、搬送波６５ａ，６５ｂ，６５ｃは、それぞれ搬送波６５ａ，６５ｂ，６５ｃの送出期間８１ａ，８１ｂ，８１ｃの全体に渡って変調されているが、通信信号に乗せる情報量に応じて搬送波の少なくとも一部が変調されていればよい。なお、搬送波と測定用パルス波とを交互に繰り返して送出する限り、送出動作開始時には搬送波と測定用パルス波のいずれを最初に送出することとしてもよいし、送出動作終了時には搬送波と測定用パルス波のいずれを最後とすることとしてもよい。
【００５１】
搬送波６５ａ，６５ｂ，６５ｃ及び測定用パルス波６６ａ，６６ｂ，６６ｃについての変調器２５までの処理手順は、図３で説明した搬送波６３ａ，６３ｂ，６３ｃ及び測定用パルス波６４ａ，６４ｂ，６４ｃの処理手順と同様である。また、消失期間８２ａ，８２ｂ，８２ｃ及び受信期間８４ａ，８４ｂ，８４ｃの長さの設定方法は、図３で説明した消失期間７６ａ，７６ｂ，７６ｃ及び受信期間７８ａ，７８ｂ，７８ｃと同様であるため説明は省略する。図４では、搬送波及び測定用パルス波をそれぞれ３回送出した形態について示しているが、パルス波レーダー装置１０は、測定用パルス波６６ｃの送出以降も次の搬送波及び次の測定用パルス波が交互に繰り返して送出している。このようにして、搬送波の少なくとも一部を搬送波６５ａ，６５ｂ，６５ｃのように変調することにより、搬送波に情報を乗せて通信をすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のパルス波レーダー装置は、車両の衝突防止や車線変更アシストを目的としたパルス波レーダー装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】１実施形態に係るパルス波レーダー装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】図１のパルス波レーダー装置で送出する送信パルス波の送出タイミングを示すタイミングチャートの一例を示した図である。
【図３】図１のパルス波レーダー装置で送出する送信パルス波の送出タイミングを示すタイミングチャートの一例を示した図である。
【図４】図１のパルス波レーダー装置で送出する送信パルス波の送出タイミングを示すタイミングチャートの一例を示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０：パルス波レーダー装置、２１：発振器、２２：基準信号発振器、２３：可変幅パルス発生回路、２４：発振器、２５：変調器、２６：通信信号発生回路、２７：変調器、２８：送信アンテナ
３１：受信アンテナ、３２：高周波増幅器、３３：高周波増幅器、３４：９０度移相器、３５：分配器、３６ａ，３６ｂ：ミキサ、３７ａ，３７ｂ：中間周波増幅器、３８：基準電圧発生回路、３９ａ，３９ｂ：コンパレータ、４１：信号処理回路
６１：搬送波、６２：測定用パルス波、７１：送出期間、７２：消失期間、７３：送出期間、７４：受信期間
６３ａ，６３ｂ，６３ｃ：搬送波、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ：測定用パルス波、６５ａ，６５ｂ，６５ｃ：搬送波、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ：測定用パルス波、７５ａ，７５ｂ，７５ｃ：送出期間、７６ａ，７６ｂ，７６ｃ：消失期間、７７ａ，７７ｂ，７７ｃ：送出期間、７８ａ，７８ｂ，７８ｃ：受信期間、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ：送出期間、８２ａ，８２ｂ，８２ｃ：消失期間、８３ａ，８３ｂ，８３ｃ：送出期間、８４ａ，８４ｂ，８４ｃ：受信期間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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